JPH1121424A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物Info
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- JPH1121424A JPH1121424A JP17716897A JP17716897A JPH1121424A JP H1121424 A JPH1121424 A JP H1121424A JP 17716897 A JP17716897 A JP 17716897A JP 17716897 A JP17716897 A JP 17716897A JP H1121424 A JPH1121424 A JP H1121424A
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Landscapes
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体素子の封止後のポストモールドキュア
工程をなくすか短縮することが可能なエポキシ樹脂組成
物を提供すること。 【解決手段】 下記式のエポキシ樹脂を全エポキシ樹脂
量中に30〜100重量%含むエポキシ樹脂、フェノー
ル樹脂、溶融破砕シリカを全無機充填材中に20〜10
0重量%含む無機充填材、硬化促進剤、全樹脂組成物中
にMgxAly(OH)2x+3y-2z(CO3)z・mH2O
(0<Y/X≦1、0≦Z/Y<1.5、mは正数)を
0.1〜5重量%含む半導体封止用エポキシ樹脂組成
物。 【化1】
工程をなくすか短縮することが可能なエポキシ樹脂組成
物を提供すること。 【解決手段】 下記式のエポキシ樹脂を全エポキシ樹脂
量中に30〜100重量%含むエポキシ樹脂、フェノー
ル樹脂、溶融破砕シリカを全無機充填材中に20〜10
0重量%含む無機充填材、硬化促進剤、全樹脂組成物中
にMgxAly(OH)2x+3y-2z(CO3)z・mH2O
(0<Y/X≦1、0≦Z/Y<1.5、mは正数)を
0.1〜5重量%含む半導体封止用エポキシ樹脂組成
物。 【化1】
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子を封止
した後のポストモールドキュア工程の短縮化、効率化が
可能な半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関するもので
ある。
した後のポストモールドキュア工程の短縮化、効率化が
可能な半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、ダイオード、トランジスタ、集積
回路等の電子部品は、主にエポキシ樹脂組成物で封止さ
れているが、特に集積回路では耐熱性、耐湿性に優れた
オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、もしくは
ビフェニル型エポキシ化合物をフェノール樹脂で硬化さ
せ、充填材として溶融シリカ、結晶シリカ等を配合した
エポキシ樹脂組成物が用いられている。一方、近年、生
産効率の見直しから、半導体素子を封止した後のポスト
モールドキュア工程をなくしたり、あるいは短縮する試
みが行われている。しかしながら、現在主に使用されて
いるオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、もし
くはビフェニル型エポキシ化合物をフェノール樹脂で硬
化させる樹脂組成物は、ポストモールドキュア工程の前
後で耐熱特性等の物理的特性の差異が大きく、ポストモ
ールドキュア工程をなくしたり、あるいは短縮すること
が極めて困難であり、ポストモールドキュアを行わなく
とも耐熱特性等の物理的特性の安定化が図れる半導体封
止用エポキシ樹脂組成物の開発が望まれている。
回路等の電子部品は、主にエポキシ樹脂組成物で封止さ
れているが、特に集積回路では耐熱性、耐湿性に優れた
オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、もしくは
ビフェニル型エポキシ化合物をフェノール樹脂で硬化さ
せ、充填材として溶融シリカ、結晶シリカ等を配合した
エポキシ樹脂組成物が用いられている。一方、近年、生
産効率の見直しから、半導体素子を封止した後のポスト
モールドキュア工程をなくしたり、あるいは短縮する試
みが行われている。しかしながら、現在主に使用されて
いるオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、もし
くはビフェニル型エポキシ化合物をフェノール樹脂で硬
化させる樹脂組成物は、ポストモールドキュア工程の前
後で耐熱特性等の物理的特性の差異が大きく、ポストモ
ールドキュア工程をなくしたり、あるいは短縮すること
が極めて困難であり、ポストモールドキュアを行わなく
とも耐熱特性等の物理的特性の安定化が図れる半導体封
止用エポキシ樹脂組成物の開発が望まれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、この様な問
題点に対して式(1)のエポキシ樹脂を用いることによ
り、ポストモールドキュアを行わなくとも耐熱特性等の
物理的特性の安定化を図ることのできる半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物を提供するものである。
題点に対して式(1)のエポキシ樹脂を用いることによ
り、ポストモールドキュアを行わなくとも耐熱特性等の
物理的特性の安定化を図ることのできる半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物を提供するものである。
【0004】本発明は、(A)式(1)で示されるエポ
キシ樹脂を全エポキシ樹脂量中に30〜100重量%含
むエポキシ樹脂、(B)フェノール樹脂、(C)溶融破
砕シリカを全無機充填材中に20〜100重量%含む無
機充填材、(D)硬化促進剤、(E)全樹脂組成物中に
MgxAly(OH)2x+3y-2z(CO3)z・mH2O(0
<Y/X≦1、0≦Z/Y<1.5、mは正数)を0.
1〜5重量%含むことを特徴とする半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物であり、従来のエポキシ樹脂組成物に比べ
耐熱特性等の物理的特性の安定化速度を著しく向上させ
たものである。即ち、ポストモールドキュアの前後での
耐熱特性等の物理的特性の変化が従来のエポキシ樹脂組
成物に比べ極めて小さい特徴を有している。
キシ樹脂を全エポキシ樹脂量中に30〜100重量%含
むエポキシ樹脂、(B)フェノール樹脂、(C)溶融破
砕シリカを全無機充填材中に20〜100重量%含む無
機充填材、(D)硬化促進剤、(E)全樹脂組成物中に
MgxAly(OH)2x+3y-2z(CO3)z・mH2O(0
<Y/X≦1、0≦Z/Y<1.5、mは正数)を0.
1〜5重量%含むことを特徴とする半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物であり、従来のエポキシ樹脂組成物に比べ
耐熱特性等の物理的特性の安定化速度を著しく向上させ
たものである。即ち、ポストモールドキュアの前後での
耐熱特性等の物理的特性の変化が従来のエポキシ樹脂組
成物に比べ極めて小さい特徴を有している。
【化2】 (式(1)のRは、水素、ハロゲン、アルキル基の中か
ら選択される同一もしくは異なる原子又は基)
ら選択される同一もしくは異なる原子又は基)
【0005】式(1)のエポキシ樹脂は、フェノールと
ジシクロペンタジエンの重付加物をエポキシ化したもの
である。このエポキシ樹脂は、分子中のジシクロペンテ
ン骨格が高い剛直性を有し、又分子構造中に網目鎖運動
を拘束する大きな立体障害を有していることから、この
エポキシ樹脂を用いた樹脂組成物の硬化物のガラス転移
温度は高くなる傾向にある。ガラス転移温度が高くなる
傾向は、式(1)のエポキシ樹脂を用いた樹脂組成物の
硬化物の架橋密度の上昇よりも、分子中のジシクロペン
テン骨格の存在比率による影響が大きく、即ち、架橋密
度の飽和を目的としているポストモールドキュアが硬化
物特性に与える影響が極めて小さいことを示唆してい
る。このことはポストモールドキュア前後のガラス転移
温度及び熱膨張率の変化が小さいことから明らかであ
る。この効果によって、本発明のエポキシ樹脂組成物
は、ポストモールドキュアをなくすか、もしくは短縮す
ることが可能となる。式(1)で示されるエポキシ樹脂
の配合量は、全エポキシ樹脂量中に30〜100重量%
であり、30重量%未満だと充分な効果が得られない。
式(1)のエポキシ樹脂と併用できる他のエポキシ樹脂
としては、モノマー、オリゴマー、ポリマー全般を指
し、特に限定しないが、例えばクレゾールノボラック型
エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂等が挙げられ
る。
ジシクロペンタジエンの重付加物をエポキシ化したもの
である。このエポキシ樹脂は、分子中のジシクロペンテ
ン骨格が高い剛直性を有し、又分子構造中に網目鎖運動
を拘束する大きな立体障害を有していることから、この
エポキシ樹脂を用いた樹脂組成物の硬化物のガラス転移
温度は高くなる傾向にある。ガラス転移温度が高くなる
傾向は、式(1)のエポキシ樹脂を用いた樹脂組成物の
硬化物の架橋密度の上昇よりも、分子中のジシクロペン
テン骨格の存在比率による影響が大きく、即ち、架橋密
度の飽和を目的としているポストモールドキュアが硬化
物特性に与える影響が極めて小さいことを示唆してい
る。このことはポストモールドキュア前後のガラス転移
温度及び熱膨張率の変化が小さいことから明らかであ
る。この効果によって、本発明のエポキシ樹脂組成物
は、ポストモールドキュアをなくすか、もしくは短縮す
ることが可能となる。式(1)で示されるエポキシ樹脂
の配合量は、全エポキシ樹脂量中に30〜100重量%
であり、30重量%未満だと充分な効果が得られない。
式(1)のエポキシ樹脂と併用できる他のエポキシ樹脂
としては、モノマー、オリゴマー、ポリマー全般を指
し、特に限定しないが、例えばクレゾールノボラック型
エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂等が挙げられ
る。
【0006】本発明で用いるフェノール樹脂は、モノマ
ー、オリゴマー、ポリマー全般を指し、例えばフェノー
ルノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ジシク
ロペンタジエン変性フェノール樹脂、キシリレン変性フ
ェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、トリフェ
ノールメタン型化合物等が挙げられ、特にフェノールノ
ボラック樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹
脂、キシリレン変性フェノール樹脂、テルペン変性フェ
ノール樹脂が好ましい。これらは単独でも混合して用い
てもよい。
ー、オリゴマー、ポリマー全般を指し、例えばフェノー
ルノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ジシク
ロペンタジエン変性フェノール樹脂、キシリレン変性フ
ェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、トリフェ
ノールメタン型化合物等が挙げられ、特にフェノールノ
ボラック樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹
脂、キシリレン変性フェノール樹脂、テルペン変性フェ
ノール樹脂が好ましい。これらは単独でも混合して用い
てもよい。
【0007】本発明で用いる溶融破砕シリカは、溶融破
砕処理されたシリカ粉末を含むもので、全無機充填材量
中に溶融破砕処理されたシリカ粉末を20〜100重量
%含む無機充填材である。球状シリカ粉末単体では、シ
リカ粉末の表面とエポキシ樹脂が、カップリング剤とを
媒体として反応するにはシリカ表面積が不十分であり、
ポストモールドキュアを行わないと充分な耐熱特性等の
物理的特性の安定を得ることができない。従って、エポ
キシ樹脂及びカップリング剤と反応し得る表面積が、球
状シリカ粉末に比べ相対的に大きい溶融破砕処理された
シリカ粉末を20〜100重量%含むことが必要であ
る。溶融破砕シリカが20重量%未満だと充分な強度を
得ることができない。溶融破砕シリカの粒径は、100
μm以下が好ましい。また、無機充填材の配合量として
は、耐半田クラック性から全エポキシ樹脂組成物中に8
0〜92重量%が好ましい。80重量%未満だと満足で
きる耐半田クラック性が得られない。又、92重量%を
越えると成形時の流動性が不十分となる。
砕処理されたシリカ粉末を含むもので、全無機充填材量
中に溶融破砕処理されたシリカ粉末を20〜100重量
%含む無機充填材である。球状シリカ粉末単体では、シ
リカ粉末の表面とエポキシ樹脂が、カップリング剤とを
媒体として反応するにはシリカ表面積が不十分であり、
ポストモールドキュアを行わないと充分な耐熱特性等の
物理的特性の安定を得ることができない。従って、エポ
キシ樹脂及びカップリング剤と反応し得る表面積が、球
状シリカ粉末に比べ相対的に大きい溶融破砕処理された
シリカ粉末を20〜100重量%含むことが必要であ
る。溶融破砕シリカが20重量%未満だと充分な強度を
得ることができない。溶融破砕シリカの粒径は、100
μm以下が好ましい。また、無機充填材の配合量として
は、耐半田クラック性から全エポキシ樹脂組成物中に8
0〜92重量%が好ましい。80重量%未満だと満足で
きる耐半田クラック性が得られない。又、92重量%を
越えると成形時の流動性が不十分となる。
【0008】本発明に用いる硬化促進剤は、エポキシ基
と水酸基との硬化反応を促進させるものであれば良く、
一般に封止材料に使用されているものを広く使用するこ
とができる。例えば、1,8−ジアザビシクロ(5,
4,0)ウンデセン−7、トリフェニルホスフィン、ジ
メチルベンジルアミンや2−メチルイミダゾール等を単
独もしくは混合して用いられる。
と水酸基との硬化反応を促進させるものであれば良く、
一般に封止材料に使用されているものを広く使用するこ
とができる。例えば、1,8−ジアザビシクロ(5,
4,0)ウンデセン−7、トリフェニルホスフィン、ジ
メチルベンジルアミンや2−メチルイミダゾール等を単
独もしくは混合して用いられる。
【0009】本発明で用いるMgxAly(OH)
2x+3y-2z(CO3)z・mH2O(0<Y/X≦1、0≦
Z/Y<1.5、mは正数)は、いわゆるハイドロタル
サイトと呼称されておるものであり、好ましい粒径は5
μm以下である。エポキシ樹脂組成物の各部材間の反応
性低下の一因として、Brイオン、Clイオン、CH3
COOイオン等の陰イオンの存在が挙げられる。配合量
は、全樹脂組成物中0.1〜5重量%が好ましく、0.
1重量%未満だと充分な効果が得られず、5重量%を越
えると満足する流動性が得られない。本発明で用いる式
(1)のエポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂組成物は、現
在主に用いられているクレゾールノボラック型エポキシ
樹脂を含むエポキシ樹脂組成物に比べ、これらの陰イオ
ンの含有率が高く各部材間の反応性に劣る。ハイドロタ
ルサイトは、陰イオン交換性機能を有し、分子構造中に
存在するCO3イオンはBrイオン、Clイオン、CH3
COOイオン等の陰イオンによって容易に置換され、こ
れらの陰イオンは結晶構造の中に組み込まれる。クレゾ
ールノボラック型エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂組成
物においては、ハイドロタルサイトの添加効果は小さい
が、式(1)のエポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂組成物
においては、ハイドロタルサイトの添加効果が極めて大
きく、各部材間の反応性が向上していることは、ガラス
転移温度、熱膨張率(α1)の結果から明らかである。
2x+3y-2z(CO3)z・mH2O(0<Y/X≦1、0≦
Z/Y<1.5、mは正数)は、いわゆるハイドロタル
サイトと呼称されておるものであり、好ましい粒径は5
μm以下である。エポキシ樹脂組成物の各部材間の反応
性低下の一因として、Brイオン、Clイオン、CH3
COOイオン等の陰イオンの存在が挙げられる。配合量
は、全樹脂組成物中0.1〜5重量%が好ましく、0.
1重量%未満だと充分な効果が得られず、5重量%を越
えると満足する流動性が得られない。本発明で用いる式
(1)のエポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂組成物は、現
在主に用いられているクレゾールノボラック型エポキシ
樹脂を含むエポキシ樹脂組成物に比べ、これらの陰イオ
ンの含有率が高く各部材間の反応性に劣る。ハイドロタ
ルサイトは、陰イオン交換性機能を有し、分子構造中に
存在するCO3イオンはBrイオン、Clイオン、CH3
COOイオン等の陰イオンによって容易に置換され、こ
れらの陰イオンは結晶構造の中に組み込まれる。クレゾ
ールノボラック型エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂組成
物においては、ハイドロタルサイトの添加効果は小さい
が、式(1)のエポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂組成物
においては、ハイドロタルサイトの添加効果が極めて大
きく、各部材間の反応性が向上していることは、ガラス
転移温度、熱膨張率(α1)の結果から明らかである。
【0010】本発明のエポキシ樹脂組成物は、(A)〜
(E)成分を必須成分とするが、必要に応じてシランカ
ップリング剤、臭素化エポキシ樹脂や酸化アンチモンや
ヘキサブロムベンゼンあるいは赤燐等の難燃材、カーボ
ンブラック、ベンガラ等の着色剤、天然ワックス、合成
ワックス等の離型剤及びシリコーンオイル、アクリロニ
トリルゴム、シリコーンゴム等の低応力添加剤等の添加
剤を適宜配合しても差し支えない。また、本発明の封止
用エポキシ樹脂組成物を成形材料として製造するには、
(A)〜(E)成分、その他の添加剤をミキサー等によ
って充分に均一に混合した後、更に熱ロールまたはニー
ダー等で溶融混練し、冷却後粉砕して封止材料とするこ
とができる。これらの成形材料は電機部品あるいは電子
部品であるトランジスタ、集積回路等の被膜、絶縁、封
止等に適用することができる。
(E)成分を必須成分とするが、必要に応じてシランカ
ップリング剤、臭素化エポキシ樹脂や酸化アンチモンや
ヘキサブロムベンゼンあるいは赤燐等の難燃材、カーボ
ンブラック、ベンガラ等の着色剤、天然ワックス、合成
ワックス等の離型剤及びシリコーンオイル、アクリロニ
トリルゴム、シリコーンゴム等の低応力添加剤等の添加
剤を適宜配合しても差し支えない。また、本発明の封止
用エポキシ樹脂組成物を成形材料として製造するには、
(A)〜(E)成分、その他の添加剤をミキサー等によ
って充分に均一に混合した後、更に熱ロールまたはニー
ダー等で溶融混練し、冷却後粉砕して封止材料とするこ
とができる。これらの成形材料は電機部品あるいは電子
部品であるトランジスタ、集積回路等の被膜、絶縁、封
止等に適用することができる。
【0011】以下本発明を実施例で具体的に説明する。 下記組成物 式(2)で示されるエポキシ樹脂(軟化点65℃)
【化3】
【0012】オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹
脂(軟化点55℃) フェノールノボラック樹脂(軟化点70℃) 溶融破砕シリカ粉末 球状シリカ粉末 1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7
(以下、DBU) トリフェニルホスフィン(以下、TPP) ハイドロタルサイト(協和化学工業(株)製・DHT−
4H) カーボンブラック カルナバワックス 臭素化エポキシ樹脂 3酸化アンチモン 各成分を表1、表2の割合で配合し、ヘンシェルミキサ
ーにて常温で混合した後、10〜100℃で2軸ロール
により混練し、これを冷却後粉砕して成形材料とした。
粉砕して得られた成形材料をタブレット化し、低圧トラ
ンスファー成形機にて175℃、70kg/cm2、1
20秒の条件でテストピースを成形し、各種ポストモー
ルドキュアを施したサンプルを用い熱機械分析装置でガ
ラス転移温度及び熱膨張率(α1)を測定した。評価結
果を表1、表2に示す。
脂(軟化点55℃) フェノールノボラック樹脂(軟化点70℃) 溶融破砕シリカ粉末 球状シリカ粉末 1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7
(以下、DBU) トリフェニルホスフィン(以下、TPP) ハイドロタルサイト(協和化学工業(株)製・DHT−
4H) カーボンブラック カルナバワックス 臭素化エポキシ樹脂 3酸化アンチモン 各成分を表1、表2の割合で配合し、ヘンシェルミキサ
ーにて常温で混合した後、10〜100℃で2軸ロール
により混練し、これを冷却後粉砕して成形材料とした。
粉砕して得られた成形材料をタブレット化し、低圧トラ
ンスファー成形機にて175℃、70kg/cm2、1
20秒の条件でテストピースを成形し、各種ポストモー
ルドキュアを施したサンプルを用い熱機械分析装置でガ
ラス転移温度及び熱膨張率(α1)を測定した。評価結
果を表1、表2に示す。
【0013】
【表1】
【0014】
【表2】
【0015】
【発明の効果】本発明に従うと、ポストモールドキュア
前後での物理的特性の変化が従来のエポキシ樹脂組成物
に比べ極めて小さく、ポストモールドキュア処理を施さ
なくても安定した物理的特性を有する半導体デバイスを
得ることができる。
前後での物理的特性の変化が従来のエポキシ樹脂組成物
に比べ極めて小さく、ポストモールドキュア処理を施さ
なくても安定した物理的特性を有する半導体デバイスを
得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08K 3/26 C08K 3/26 3/36 3/36 H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31
Claims (1)
- 【請求項1】 (A)式(1)で示されるエポキシ樹脂
を全エポキシ樹脂量中に30〜100重量%含むエポキ
シ樹脂、(B)フェノール樹脂、(C)溶融破砕シリカ
を全無機充填材中に20〜100重量%含む無機充填
材、(D)硬化促進剤及び(E)全樹脂組成物中にMg
xAly(OH)2x+3y-2z(CO3)z・mH2O(0<Y
/X≦1、0≦Z/Y<1.5、mは正数)を0.1〜
5重量%含むことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹
脂組成物。 【化1】 (式(1)のRは、水素、ハロゲン、アルキル基の中か
ら選択される同一もしくは異なる原子又は基)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17716897A JPH1121424A (ja) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | エポキシ樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17716897A JPH1121424A (ja) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | エポキシ樹脂組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1121424A true JPH1121424A (ja) | 1999-01-26 |
Family
ID=16026385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17716897A Pending JPH1121424A (ja) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | エポキシ樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1121424A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001234035A (ja) * | 2000-02-24 | 2001-08-28 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
-
1997
- 1997-07-02 JP JP17716897A patent/JPH1121424A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001234035A (ja) * | 2000-02-24 | 2001-08-28 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
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